Dispositivo para proteger los electrodomésticos contra sobretensiones presentadas en la red de distribución

Abstract

El proyecto presenta la propuesta del diseño y construcción de un dispositivo de protección contra sobretensiones y los resultados obtenidos al hacer las respectivas pruebas de laboratorio. En la red de distribución se presentan problemas como las sobretensiones, que pueden afectar el funcionamiento de los dispositivos en los hogares, estas pueden ser transitorias o permanentes. Con el fin de resolver este problema, empresas especializadas en protecciones contra fallas eléctricas, han diseñado distintos dispositivos que ayudan a mitigar dichas fallas. Con base en esto, se pretendió desarrollar un prototipo de protección contra variaciones de tensión que resulte económico y que posea materiales resistentes a estas perturbaciones. La construcción del prototipo está basada en modelos y circuitos electrónicos previamente simulados para observar un comportamiento adecuado y así, proceder a validar el prototipo físicamente por medio de pruebas en el laboratorio y determinar su respuesta ante sobretensiones transitorias y permanentes. Ante las primeras, el dispositivo recorta el pico de tensión evitando que se presente en la onda de salida. Ante las segundas el prototipo desconecta la carga de la alimentación. Los resultados obtenidos de la validación del prototipo se analizaron estadísticamente mediante pruebas de hipótesis por análisis de medias en las cuales se buscó determinar que el dispositivo responde de manera correcta y protege la carga ante ambos tipos de sobretensiones. Al realizar el análisis de los resultados, se estima que el dispositivo protege la carga con un 95% de confianza, ya que desconecta la carga en los rangos de desconexión establecidos, con lo cual se puede establecer que se cumplen los objetivos planteados en el estudio. Por medio de este prototipo, se tiene una mejor comprensión del funcionamiento de este tipo de dispositivos y de su diseño, quedando clara la importancia que tiene su empleo en los hogares.

The project presents the proposal for the design and construction of a surge protection device and the results obtained when doing the respective laboratory tests. In the distribution network there are problems such as surges, which can affect the operation of the devices in homes, these can be transient or permanent. In order to solve this problem, companies specialized in protection against electrical faults, have designed different devices that help mitigate these failures. Based on this, it was intended to develop a prototype of protection against voltage variations that is economical and that has materials resistant to these disturbances. The construction of the prototype is based on models and electronic circuits previously simulated to observe an adequate behavior and thus, proceed to validate the prototype physically by means of tests in the laboratory and determine its response to transient and permanent surges. For the trasient type, the device cuts the voltage peak preventing it from being present in the output wave. In the case of the permanent, the prototype disconnects the load from the power supply. The results obtained from the validation of the prototype were analyzed statistically by means of hypothesis tests by analysis of means in which it was sought to determine that the device responds correctly and protects the load before both types of surges. When performing the analysis of the results, it is estimated that the device protects the load with a 95% confidence, since it disconnects the load in the established disconnection ranges, with which it can be established that the objectives stated in the study are met . Through this prototype, we have a better understanding of the operation of this type of device and its design, making it clear the importance of its use in homes.